水稻miRNA160及miRNA167调控株型研究

论文摘要

miRNA是一类生物体内源性的、约21碱基长、不编码蛋白质的小RNA分子。在植物中,可通过调控重要转录因子的表达水平控制植株的生长发育。本研究以MR160b、MIR167a超量表达T0代单拷贝植株为材料,利用生物信息学、表达量分析以及石蜡切片技术研究miR160b、miR167a在水稻株型方面的调控作用,为MIR160、MIR167基因家族的功能提供依据。本研究获得的主要研究结果如下：1通过PCR的方法分别鉴定30株miRNAs超量表达T1代植株基因型。阳性植株为22株,阴性植株为9株,符合预期的3：1分离比。阳性植株均出现株型变化,而阴性植株与正常植株表型一致,确定了突变体材料在DNA水平上基因型与表型的共分离。2利用miRNA stem-loop RT-PCR的方法,分别检测了T1代超量表达植株中miR160b、miR167a的表达量。上述阳性植株各个组织中,miRNAs均呈现不同程度的提高,说明构建的超量表达载体确实实现了目标miRNAs在体内的超量表达。并且,miRNAs表达量上升的各植株均出现了株型变化,确定了超量表达材料在RNA水平上基因型与表型的共分离。3详细分析miRNAs超量表达植株表型变化。MIR160b超量表达植株分蘖角度增大1.2倍、结实率下降85.3%,MIR167a超量表达植株分蘖角度增大0.8倍、株高降低35.7%、有效分蘖减少44.9%、结实率下降79.6%。4通过生物信息学预测手段以及表达量分析实验,初步确定miR160b、miR167a的靶基因分别为ARF13、ARF12。这2个基因在超量表达植株各个组织中的表达量变化与miRNAs表达量呈反相关关系。5通过RT-PCR以及real-time PCR的方法,检测miRNAs超量表达植株中GH3.1、GH3.3、GH3.4、GH3.8、IAA21、LAZY1和PIN1共7个基因的表达量。结果显示,这7个基因在miRNA超量表达植株中表达量均出现不同程度的变化,初步确定这些基因参与miRNA对水稻株型的调控网络。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略名词表
• 1 前言
• 1.1 研究问题的由来
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 miRNA:具有调节功能的非编码小RNA分子
• 1.2.1.1 The modern RNA world
• 1.2.1.2 miRNA的发现及特点
• 1.2.1.3 miRNA的形成
• 1.2.1.4 miRNA对靶位点的识别
• 1.2.1.5 miR.NA对靶基因调节的机制
• 1.2.1.6 与miRNA相关的研究方法
• 1.2.1.6.1 miRNA表达量检测
• 1.2.1.6.2 miRNA靶基因预测
• 1.2.1.6.3 其他方法
• 1.2.2 miRNA与生长素
• 1.2.2.1 miRNA160、miRNA167与生长素
• 1.2.2.2 ARF基因家族
• 1.2.3 水稻株型研究进展
• 1.3 本研究目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 材料田间种植
• 2.2.2 转基因植株DNA抽提及阳性检测
• 2.2.3 RNA抽提及表达分析
• 2.2.3.1 植株总RNA抽提
• 2.2.3.2 miRNA stem-loop RT-PCR
• 2.2.3.3 反转录PCR
• 2.2.3.4 real-time PCR
• 2.2.4 石蜡切片
• 2.2.5 突变体材料共分离检测
• 3 结果与分析
• 3.1 MIR160、MIR167基因家族生物信息学分析
• 3.2 MIR160b、MIR167a超量表达植株的分子分析
• 3.2.1 PCR阳性检测
• 3.2.2 miR160b、miR167a表达水平分析
• 3.2.2.1 miR160b、miR167a表达谱分析
• 3.2.2.2 超量表达植株miR160b、miR167a表量检测
• 3.3 MIR160b、MIR167a超量表达植株表型分析
• 3.3.1 表型观察
• 3.3.2 石蜡切片
• 3.4 miR160b、miR167a靶基因预测及表达量分析
• 3.4.1 miR160b、miR167a靶基因预测
• 3.4.2 靶基因表达量分析
• 3.5 生长素相关基因表达量检测
• 3.6 ARF基因家族各成员突变体筛选
• 4 讨论
• 4.1 MIR160b、MIR167a超量表达植株共分离检测
• 4.2 miR160b、miRl67a与生长素的关系
• 4.3 ARF基因家族成员分析
• 参考文献
• 致谢
• 个人简介